Cinquième 2016-2017
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Cinquième 2016-2017

Les besoins nutritifs des êtres vivants et leur distribution dans l'organisme

La nutrition chez les animaux a lieu de différentes manières, que ce soit pour l'alimentation, pour la respiration ou pour la circulation. Chez les plantes, la nutrition se fait par production de matière organique durant la photosynthèse.

I

La nutrition chez les animaux

A

Les régimes alimentaires

Régime alimentaire

Le régime alimentaire correspond à l'ensemble des aliments consommés par un animal.

Il existe plusieurs sortes de régimes alimentaires :

  • Un animal qui ne consomme que des aliments d'origine végétale est végétarien.
  • Un animal qui ne consomme que des aliments d'origine animale est carnivore.
  • Un animal qui consomme des aliments d'origine animale et végétale est omnivore.

Tous les êtres vivants sont dépendants les uns des autres. Il existe des relations alimentaires entre eux : on parle de chaînes alimentaires. Chaque être vivant est l'un des maillons de la chaîne.

Chaîne alimentaire

Une chaîne alimentaire est une succession d'êtres vivants dont chacun est mangé par celui qui le suit.

La salade est mangée par l'escargot qui lui-même est mangé par une grive.

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Une chaîne alimentaire

Chaque être vivant pouvant être mangé par différents êtres vivants, il existe de nombreuses chaînes alimentaires qui se mélangent entres elles pour former un réseau alimentaire.

Réseau alimentaire

Le réseau alimentaire est un ensemble de chaînes alimentaires.

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Un exemple de réseau alimentaire présent dans le sol
B

Les modes respiratoires

Il existe deux grands systèmes respiratoires dans le milieu aérien chez les animaux :

  • Avec des trachées
  • Avec des poumons

Trachée

Les trachées sont les organes respiratoires des insectes. Ils correspondent à de petits tubes qui permettent d'apporter de l'air directement aux organes.

Le criquet et l'asticot possèdent des trachées.

-
Les échanges gazeux respiratoires chez le criquet

Sur chaque segment de l'abdomen du criquet, on peut observer des petits trous, les stigmates, qui correspondent aux orifices respiratoires. Derrière chacun de ces stigmates, il existe un réseau de trachées permettant à l'air d'arriver jusqu'aux organes de l'insecte. Ainsi, quasiment chaque cellule est alimentée directement en dioxygène.

Si l'on regarde attentivement l'abdomen d'un criquet, on voit qu'il se gonfle et se dégonfle de façon rythmée. Ceci correspond à des mouvements respiratoires. Lors de l'inspiration, l'air riche en dioxygène entre par le stigmate et va jusqu'aux organes. Lors de l'expiration, l'air riche en dioxyde de carbone fait le même trajet en sens inverse.

Poumons

Les poumons sont des organes respiratoires permettant des échanges de gaz entre l'organisme et l'air.

Le lapin, le dauphin et la limace possèdent des poumons.

Pour respirer dans l'eau et donc prélever le dioxygène de l'eau, les animaux marins utilisent des branchies.

Branchies

Les branchies sont les organes respiratoires qui permettent aux animaux de respirer dans l'eau. Elles réalisent les échanges de gaz entre l'eau et l'organisme.

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Un axolotl et ses branchies

Les branchies sont en contact direct avec l'eau. Dans le cas de l'axolotl, elles ne sont même pas protégées par des opercules. Ceci est possible car l'eau ne dessèche pas les tissus vivants.

Les branchies sont organisées en de nombreux replis appelés filaments branchiaux qui eux-même sont repliés en de nombreuses lamelles branchiales. Tous ces replis servent à augmenter la surface d'échange de gaz entre l'organisme et l'eau. Cette grande surface d'échange et ce contact direct des branchies avec l'eau facilite le passage du dioxygène de l'eau vers l'organisme. Des mouvements respiratoires entretiennent un courant d'eau au contact des branchies, ce qui facilite les échanges gazeux.

La truite ouvre sa bouche et ferme ses ouïes, puis ferme sa bouche et ouvre ses ouïes. Ce qui permet de faire circuler de l'eau dans sa tête et donc au contact de ses branchies.

C

Les systèmes circulatoires

Système circulatoire

Le système circulatoire d'un organisme désigne l'ensemble des vaisseaux transportant un liquide au sein d'un organisme.

Les animaux possèdent un système circulatoire qui permet d'apporter les nutriments et le dioxygène à l'ensemble des cellules. Il est situé à l'intérieur de l'organisme et sert à redistribuer les ressources.

Le système circulatoire peut être :

  • Fermé : c'est le cas chez les vertébrés. Le système circulatoire transporte du sang qui amène du dioxygène (grâce aux globules rouges) et des nutriments à l'ensemble des cellules du corps.
  • Ouvert : c'est le cas chez les insectes. Le système circulatoire est en général constitué d'un vaisseau dorsal ouvert vers le reste de l'organisme.

On ne parle pas de sang pour les insectes mais d'hémolymphe car ce liquide n'est pas rouge et ne transporte pas de dioxygène à travers l'organisme.

II

La nutrition chez les végétaux

A

Les besoins des plantes pour fabriquer la matière

Pour fabriquer leur matière organique, croître et se développer, les végétaux verts ont besoin :

  • De matière minérale (composée d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone)
  • De lumière

L'eau et les sels minéraux sont, en général, prélevés dans le sol grâce aux racines. Le dioxyde de carbone est un gaz prélevé dans l'air au niveau des feuilles par les stomates.

Stomate

Un stomate est un trou présent sous les feuilles. Il peut s'ouvrir ou se fermer et permet ainsi les échanges gazeux entre la plante et son milieu de vie.

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Un stomate sur une feuille de tomate

La production de matière organique à partir de matière minérale ne peut se faire qu'en présence de lumière. Cette production est réalisée uniquement dans les cellules vertes de la plante, appelées cellules chlorophylliennes, au cours d'une réaction appelée la photosynthèse.

Photosynthèse

La photosynthèse désigne un processus réalisé par les cellules chlorophylliennes, qui permet la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique (sous la forme de matière organique).

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Le processus de photosynthèse

Chlorophylle

La chlorophylle est une molécule présente dans les chloroplastes de la cellule végétale qui capte l'énergie lumineuse nécessaire à la photosynthèse.

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Des cellules de feuille de mousse observées au microscope (longueur : 0,05 mm)
B

Le transport et rôle de la sève

L'eau et les sels minéraux, prélevés au niveau des racines, sont transportés jusqu'aux feuilles pour que celles-ci puissent faire la photosynthèse. Ce liquide circulant dans des vaisseaux est appelé sève brute.

Sève brute

La sève brute désigne le liquide riche en eau et en sels minéraux allant des racines aux feuilles.

La sève brute qui arrive au niveau des feuilles libère une partie de son eau et de ses sels minéraux et se charge en matière organique. Puis, elle redescend au niveau des racines et de l'ensemble des organes non chlorophylliens. Cette sève riche en matière organique s'appelle la sève élaborée.

Sève élaborée

La sève élaborée désigne la sève riche en matière organique allant des feuilles vers les organes non chlorophylliens (racines, tubercules, fleurs, jeunes bourgeons, etc.).

Les deux sèves sont transportées par des vaisseaux différents.

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Schéma du transport des sèves

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